摘要
庆大霉素C1a（Gentamicin C1a，GM C1a）是一种由绛红小单孢菌（Micromonosporapurpurea）通过发酵产生的氨基糖苷类抗生素，对革兰氏阴性菌具有广谱抗菌活性。庆大霉素C1a是合成依替米星(etimicin，ETM)的重要前体物质。为了提高庆大霉素C1a的发酵产量，本文建立了庆大霉素C1a的快速检测方法，并在此基础上对生产菌种进行诱变和高通量筛选，获得了高产菌株;然后通过不同发酵模式研究了菌体比生长速率和比产物合成速率的关系，优化了补料工艺，并在工业规模发酵罐进行了初步放大实验。 首先，针对高通量筛选建立了发酵液中庆大霉素C1a的快速检测方法。磷钨酸钠溶液与庆大霉素C1a反应产生白色沉淀物质，在248nm波长条件下反应上清液吸光值与效价具有线性关系，相关系数为0.9978±0.0005。通过与高效液相色谱法对比，快速检测方法的最大误差为3.98％。针对高通量培养体系，采用24孔板进行初筛培养，确定装液量为3mL，此培养结果与摇瓶培养结果相关性良好。 其次，比较了常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma，ARTP)、微波、LiCl和ARTP+LiCl四种诱变方式处理庆大霉素C1a生产菌株的结果，并结合已建立的高通量筛选方法，获得了庆大霉素C1a的高产稳定菌株。通过初筛2336株诱变菌株，获得221株高产菌株（效价提高大于10％）;通过复筛，获得了10株高产菌株，其中AL324菌株与出发菌株相比，摇瓶效价提高了52％;通过稳定性传代实验，获得了4株高产稳定菌株。5L发酵罐验证实验表明，AL324与出发菌株相比效价提高了81.3％。 最后，通过50L发酵罐不同发酵模式（分批发酵、补料分批发酵，半连续发酵）的培养，研究了菌体生长与产物合成之间的关系，实现了发酵过程补料工艺优化。在分批发酵过程中，碳源为淀粉时有利于产物合成;在补料分批发酵过程中，连续流加葡萄糖补料工艺的庆大霉素C1a效价达到1322U/mL，比原始补料工艺（脉冲式补加淀粉）的效价提高了101.2％;进一步结合半连续发酵过程，结果表明庆大霉素C1a生产的最佳比生长速率为0.020±0.005h-1，这时的比产物合成速率达到1.50±0.03 U(g dw)-1h-1。在60m3工业发酵罐中进行了补料优化工艺的初步放大实验，通过提高搅拌转速和补料稀料工艺（降低豆粉至3％并增加玉米浆至1.2％）增强了工业发酵罐的后期供氧，发酵单位达到1198U/mL，与初始放大工艺对照，总亿提高了66.2％，碳源单耗降低了35.4％。
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